CN102582823A - 一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼 - Google Patents

一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼 Download PDF

Info

Publication number
CN102582823A
CN102582823A CN2012100552192A CN201210055219A CN102582823A CN 102582823 A CN102582823 A CN 102582823A CN 2012100552192 A CN2012100552192 A CN 2012100552192A CN 201210055219 A CN201210055219 A CN 201210055219A CN 102582823 A CN102582823 A CN 102582823A
Authority
CN
China
Prior art keywords
honeycomb
wing
matrix
airfoil
honeycombs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012100552192A
Other languages
English (en)
Inventor
冷劲松
刘彦菊
孙健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN2012100552192A priority Critical patent/CN102582823A/zh
Publication of CN102582823A publication Critical patent/CN102582823A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼，它涉及一种可变形的机翼。本发明解决了现有的可变形飞行器的机翼存在的竖直方向拉伸或压缩会引起水平方向变形问题。方案一：蜂窝夹层基体为单向泊松比为零的蜂窝结构体，蜂窝夹层基体的蜂窝的横截面形状为菱形，蜂窝夹层基体的蜂窝在竖直方向连续分布且在水平方向间隔分布。方案二：蜂窝夹层基体为单向泊松比为零的蜂窝结构体，蜂窝夹层基体的蜂窝的横截面形状为半圆形，蜂窝夹层基体的蜂窝在竖直方向连续分布且在水平方向间断分布，竖直方向连续的两个蜂窝凸起方向相反，水平方向间断的两个蜂窝凸起方向相同。本发明满足了竖直方向拉伸或压缩而不引起水平方向变形，实现了机翼翼展方向或弦长方向变形。

Description

一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼
本申请是申请日为：2009年3月27日、申请号为：200910071654.2、发明名称为：一种可变形的机翼的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种可变形的机翼，属于航空航天技术领域。
背景技术
机翼是飞行器设计时的一个主要部件。常规机翼的几何外形是根据飞机特定的任务、特定的高度、马赫数和飞机重量进行设计的，如巡航时要求具有高升阻比和大机翼面积；起降时要具有高升力系数和大机翼面积；高速飞行和机动时要具有大后掠角和小展弦比。固定翼型机翼通常只有一个设计点是最优的，飞行过程中飞行参数连续变化，机翼的几何外形在多数情况下都不是最优状态。如何使飞机的外形适应多种飞行状态，在整个飞行包线内都具有最佳的气动特性，成为当今和未来飞行器的发展方向。
然而现有的可变形飞行器的机翼大多数都采用缝翼或襟翼方式，通过机械装置增大翼面积或增加机翼弯度，但是这种机械运动存在襟翼或缝翼笨重、结构复杂、飞行器飞行效率低和气密性差等缺点。因此，设计一种结构简单、质量小、飞行器飞行效率高和气密性好的可变形的机翼成为一个重要的科研课题。
基于以上所述，公开号为DE102005004345A1的发明专利申请提出了一种机翼，文中所述的机翼虽然解决了机翼存在的结构复杂、质量大、飞行器飞行效率低和气密性差的问题，却存在竖直方向拉伸或压缩会引起水平方向变形的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的可变形飞行器的机翼存在的竖直方向拉伸或压缩会引起水平方向变形的问题，进而提供一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼。
本发明的技术方案一是：一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼由蜂窝夹层基体和蒙皮组成，所述蜂窝夹层基体为一体的预制机翼形状的蜂窝结构体，所述蒙皮包裹在蜂窝夹层基体的外表面上，所述蜂窝夹层基体为单向泊松比为零的蜂窝结构体，蜂窝夹层基体的蜂窝的横截面形状为菱形，所述蜂窝夹层基体的蜂窝在竖直方向连续分布且在水平方向间隔分布。
本发明的技术方案二是：一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼由蜂窝夹层基体和蒙皮组成，所述蜂窝夹层基体为一体的预制机翼形状的蜂窝结构体，所述蒙皮包裹在蜂窝夹层基体的外表面上，所述蜂窝夹层基体为单向泊松比为零的蜂窝结构体，蜂窝夹层基体的蜂窝的横截面形状为半圆形，所述蜂窝夹层基体的蜂窝在竖直方向连续分布且在水平方向间断分布，竖直方向连续的两个蜂窝凸起方向相反，水平方向间断的两个蜂窝凸起方向相同。
本发明具有以下有益效果：本发明满足了竖直方向拉伸或压缩而不引起水平方向变形，实现了机翼翼展方向或弦长方向变形。本发明的机翼采用蜂窝夹层结构，蜂窝夹层结构有很高的比强度和比刚度、耐腐蚀、抗疲劳、良好的电绝缘性和透电磁波性，蜂窝夹层结构大大减轻了机翼质量，提高了飞行器的飞行效率；蜂窝夹层基体为一体的预制机翼形状的蜂窝结构体使得飞行器有很好的气密性，而且结构简单，蜂窝夹层结构设计使机翼适合各种形状改变。
附图说明
图1是本发明的主视结构图，图2是本发明的左视结构图，图3是一种单向泊松比为零的菱形蜂窝结构体示意图，图4是图3变形后的示意图，图5是一种单向泊松比为零的半圆形蜂窝结构体示意图，图6是图5变形后的示意图，图7是一种双向泊松比为零的菱形蜂窝结构体示意图，图8是图7变形后的示意图，图9是另一种双向泊松比为零的横纵波浪线围成的蜂窝结构体示意图，图10是图9变形后的示意图，图11是双向负泊松比的蜂窝结构体示意图，图12是图11变形后的示意图，图13是机翼翼展方向变形示意图(阴影部分为变形后产生的变化)，图14是机翼弦长方向变形示意图(阴影部分为变形后产生的变化)，图15是机翼翼展和弦长方向变形示意图(阴影部分为变形后产生的变化)，图16是机翼翼展和弦长方向变形构成面变形的示意图(阴影部分为变形后产生的变化)。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图2说明本实施方式，本实施方式的一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼由蜂窝夹层基体1和蒙皮2组成，所述蜂窝夹层基体1为一体的预制机翼形状的蜂窝结构体，所述蒙皮2包裹在蜂窝夹层基体1的外表面上。
具体实施方式二：结合图3～图4和图13～图14说明本实施方式，本实施方式的蜂窝夹层基体1为单向泊松比为零的蜂窝结构体，蜂窝夹层基体1的蜂窝3的横截面形状为菱形，所述蜂窝夹层基体1的蜂窝3在竖直方向连续分布且在水平方向间隔分布。如此设置，满足了竖直方向拉伸或压缩而不引起水平方向的变形，实现了机翼翼展方向或弦长方向变形。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图5～图6和图13～图14说明本实施方式，本实施方式的蜂窝夹层基体1为单向泊松比为零的蜂窝结构体，蜂窝夹层基体1的蜂窝3的横截面形状为半圆形，所述蜂窝夹层基体1的蜂窝3在竖直方向连续分布且在水平方向间断分布，竖直方向连续的两个蜂窝3凸起方向相反，水平方向间断的两个蜂窝3凸起方向相同。如此设置，满足了竖直方向拉伸或压缩而不引起水平方向的变形，实现了机翼翼展方向或弦长方向变形。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图7～图8和图15说明本实施方式，本实施方式的蜂窝夹层基体1为双向泊松比为零的蜂窝结构体，蜂窝夹层基体1的蜂窝由多个变形蜂窝4和多个固定蜂窝5组成，所述变形蜂窝4和固定蜂窝5的横截面形状均为菱形，且固定蜂窝5横截面的菱形的两个对角之间设有固定板6，每个固定蜂窝5的菱角处均设置有一个变形蜂窝4，相邻的两个固定蜂窝5之间设置一个变形蜂窝4，且变形蜂窝4与固定蜂窝5连续设置。如此设置，满足了竖直方向拉伸或压缩而不引起水平方向的变形，同时满足了水平方向拉伸或压缩而不引起竖直方向的变形，实现了机翼翼展方向变形和弦长方向变形，实现了平面内变形。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图9、图10和图15说明本实施方式，本实施方式的蜂窝夹层基体1为双向泊松比为零的蜂窝结构体，蜂窝夹层基体1的横截面上的多条水平波浪线7和多条竖直波浪线8横纵交错围成蜂窝9。如此设置，满足了竖直方向拉伸或压缩而不引起水平方向的变形，同时满足了水平方向拉伸或压缩而不引起竖直方向的变形，实现了机翼翼展方向变形和弦长方向变形，实现了平面内变形。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图11、图12和图16说明本实施方式，本实施方式的蜂窝夹层基体1为双向负泊松比的蜂窝结构体，蜂窝夹层基体1的蜂窝的横截面形状为半圆形和菱形，所述蜂窝夹层基体1的多个半圆形蜂窝10在水平方向间断分布且在竖直方向连续分布，竖直方向连续的两个半圆形蜂窝10凸起方向相反，水平方向间断的两个半圆形蜂窝10凸起方向相反，蜂窝夹层基体1的多个菱形蜂窝11设置在水平方向上两个相邻近的半圆形蜂窝10之间，菱形蜂窝11的两个对角与两个半圆形蜂窝10相连接。如此设置，满足了竖直方向拉伸或压缩同时水平方向也拉伸或压缩，实现了机翼翼展方向变形和弦长方向变形，实现了平面内变形。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的蒙皮2是由硅橡胶制成，硅橡胶是高强度氟硅橡胶、室温硫化硅橡胶、高性能热硫化硅橡胶、硅橡胶-三元乙丙橡胶并用胶或硅橡胶-氟橡胶并用胶其中的一种。如此设置，满足了机翼大变形要求，并能质量轻，一体化的设计保证了良好的机翼的气密性。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的蒙皮2是由形状记忆聚合物(SMP)制成，形状记忆聚合物(SMP)是苯乙烯系形状记忆聚合物、环氧树脂系形状记忆聚合物、氰酸酯系形状记忆聚合物、形状记忆聚氨酯、形状记忆聚酯、形状记忆苯乙烯-丁二烯共聚物、形状记忆反式聚异戊二烯或形状记忆聚降冰片烯其中的一种。如此设置，满足了机翼大变形要求，并能质量轻，一体化的设计保证了良好的机翼的气密性。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的蒙皮2是由硅橡胶和增强相材料制成，其中增强相材料占总体积的20％～80％；所述硅橡胶高强度氟硅橡胶、室温硫化硅橡胶、高性能热硫化硅橡胶、硅橡胶-三元乙丙橡胶并用胶或硅橡胶-氟橡胶并用胶其中的一种，所述增强相材料是碳纤维、玻璃纤维、Kevlar纤维、硼纤维、石墨纤维、碳化硅纤维、炭黑、碳纳米管、石墨、碳化硅粉末、铜粉、银粉或铝粉其中的一种。如此设置，增加了蒙皮材料的强度，使蒙皮满足飞机飞行时对机翼蒙皮的强度的要求。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的蒙皮2是由形状记忆聚合物(SMP)和增强相材料制成，其中增强相材料占总体积的20％～80％；所述形状记忆聚合物(SMP)是苯乙烯系形状记忆聚合物、环氧树脂系形状记忆聚合物、氰酸酯系形状记忆聚合物、形状记忆聚氨酯、形状记忆聚酯、形状记忆苯乙烯-丁二烯共聚物、形状记忆反式聚异戊二烯或形状记忆聚降冰片烯其中的一种，所述增强相材料是碳纤维、玻璃纤维、Kevlar纤维、硼纤维、石墨纤维、碳化硅纤维、炭黑、碳纳米管、石墨、碳化硅粉末、铜粉、银粉或铝粉其中的一种。如此设置，增加了蒙皮材料的强度，使蒙皮满足飞机飞行时对机翼蒙皮的强度的要求。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

Claims (2)

1.一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼，它由蜂窝夹层基体(1)和蒙皮(2)组成，所述蜂窝夹层基体(1)为一体的预制机翼形状的蜂窝结构体，所述蒙皮(2)包裹在蜂窝夹层基体(1)的外表面上，其特征在于：所述蜂窝夹层基体(1)为单向泊松比为零的蜂窝结构体，蜂窝夹层基体(1)的蜂窝(3)的横截面形状为菱形，所述蜂窝夹层基体(1)的蜂窝(3)在竖直方向连续分布且在水平方向间隔分布。
2.一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼，它由蜂窝夹层基体(1)和蒙皮(2)组成，所述蜂窝夹层基体(1)为一体的预制机翼形状的蜂窝结构体，所述蒙皮(2)包裹在蜂窝夹层基体(1)的外表面上，其特征在于：所述蜂窝夹层基体(1)为单向泊松比为零的蜂窝结构体，蜂窝夹层基体(1)的蜂窝(3)的横截面形状为半圆形，所述蜂窝夹层基体(1)的蜂窝(3)在竖直方向连续分布且在水平方向间断分布，竖直方向连续的两个蜂窝(3)凸起方向相反，水平方向间断的两个蜂窝(3)凸起方向相同。
CN2012100552192A 2009-03-27 2009-03-27 一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼 Pending CN102582823A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100552192A CN102582823A (zh) 2009-03-27 2009-03-27 一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100552192A CN102582823A (zh) 2009-03-27 2009-03-27 一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100716542A Division CN101513931B (zh) 2009-03-27 2009-03-27 一种可实现平面内变形的机翼

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102582823A true CN102582823A (zh) 2012-07-18

Family

ID=46472219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012100552192A Pending CN102582823A (zh) 2009-03-27 2009-03-27 一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102582823A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110116803A (zh) * 2019-04-30 2019-08-13 南京航空航天大学 一种用于桨叶的变弦长系统
CN110901878A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种大变形的双ω形蜂窝状结构及具有其的柔性蒙皮
CN111268092A (zh) * 2020-02-19 2020-06-12 南京航空航天大学 一种提高柔性机翼后缘结构抗扭刚度的结构
CN111516860A (zh) * 2020-04-30 2020-08-11 中国直升机设计研究所 带有防水密封功能的直升机飞行操纵系统传动机构
CN115649419A (zh) * 2022-12-12 2023-01-31 太原理工大学 一种基于梯度六边形结构的可变形翼肋及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19709917C1 (de) * 1997-03-11 1998-04-23 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur gesteuerten Verformung einer Schalenstruktur
US20040069906A1 (en) * 2002-10-10 2004-04-15 Dockter Gregory E. Geometric morphing wing with layers
US20050029406A1 (en) * 2003-06-12 2005-02-10 Eads Deutschland Gmbh Cellular actuator device and methods of making and using same
US20060226291A1 (en) * 2004-12-22 2006-10-12 Airbus Deutschland Gmbh Wing unit, in particular spar box, for forming aerodynamically active surfaces of an aircraft, in particular airfoils, horizontal tail units or rudder units of a plane
US20080035788A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-14 Techno-Sciences, Inc. Cellular support structures used for controlled actuation of fluid contact surfaces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19709917C1 (de) * 1997-03-11 1998-04-23 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur gesteuerten Verformung einer Schalenstruktur
US20040069906A1 (en) * 2002-10-10 2004-04-15 Dockter Gregory E. Geometric morphing wing with layers
US20050029406A1 (en) * 2003-06-12 2005-02-10 Eads Deutschland Gmbh Cellular actuator device and methods of making and using same
US20060226291A1 (en) * 2004-12-22 2006-10-12 Airbus Deutschland Gmbh Wing unit, in particular spar box, for forming aerodynamically active surfaces of an aircraft, in particular airfoils, horizontal tail units or rudder units of a plane
US20080035788A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-14 Techno-Sciences, Inc. Cellular support structures used for controlled actuation of fluid contact surfaces

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110116803A (zh) * 2019-04-30 2019-08-13 南京航空航天大学 一种用于桨叶的变弦长系统
CN110901878A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种大变形的双ω形蜂窝状结构及具有其的柔性蒙皮
CN111268092A (zh) * 2020-02-19 2020-06-12 南京航空航天大学 一种提高柔性机翼后缘结构抗扭刚度的结构
CN111268092B (zh) * 2020-02-19 2023-01-06 南京航空航天大学 一种提高柔性机翼后缘结构抗扭刚度的结构
CN111516860A (zh) * 2020-04-30 2020-08-11 中国直升机设计研究所 带有防水密封功能的直升机飞行操纵系统传动机构
CN115649419A (zh) * 2022-12-12 2023-01-31 太原理工大学 一种基于梯度六边形结构的可变形翼肋及其控制方法
CN115649419B (zh) * 2022-12-12 2023-03-07 太原理工大学 一种基于梯度六边形结构的可变形翼肋及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101513931B (zh) 一种可实现平面内变形的机翼
CN102582822A (zh) 一种可实现翼展方向和弦长方向变形的机翼
CN102582823A (zh) 一种可实现翼展方向或弦长方向变形的机翼
Lachenal et al. Review of morphing concepts and materials for wind turbine blade applications
CN102060101B (zh) 一种用于变体机翼的蒙皮
CN109648943A (zh) 一种仿生复合材料及其制备方法
Yang et al. A new aero-structural optimization method for wind turbine blades used in low wind speed areas
CN102700704A (zh) 一种飞行器变形蒙皮
Wu et al. Structural analysis and design of the composite wind turbine blade
EP2943336A1 (en) Triaxial fiber-reinforced composite laminate
CN101665153A (zh) 带太阳能电池的飞机机翼
CN110962364B (zh) 一种仿生复合材料螺旋铺层设计方法
EP2895389B1 (en) Passive load alleviation for aerodynamic lift structures
US10479478B2 (en) Composite material suitable for a morphing skin
US20180340512A1 (en) Blade Capable of Efficiently Utilizing Low-Velocity Fluid and Application Thereof
CN202977737U (zh) 一种星载轻量化网状反射面天线
CN106021827A (zh) 一种考虑气动载荷的风力机叶片内部结构拓扑设计方法
CN202686751U (zh) 一种蜂窝夹芯结构的蒙皮
CN113002008B (zh) 网格交叉处无碳纤维堆积的复合材料格栅结构及制造方法
CN112065651B (zh) 一种用于风力发电机组的风轮叶片层的翼型
CN109841692B (zh) 用于太阳能飞机的热管理系统、太阳能飞机及热管理方法
CN207607636U (zh) 一种复合材料帽型加筋壁板结构
CN110844064A (zh) 一种低雷诺数旋翼桨叶
CN217100449U (zh) 一种轻型飞机机翼多涂层复合结构
CN114590394A (zh) 一种基于点阵波纹结构的柔性蒙皮

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120718